雷公藤內酯醇靶蛋白及其藥理機制研究進展

高 濤 綜述，郝 進審校

（重慶市中醫院／重慶市第一人民醫院皮膚科 400021）

雷公藤內酯醇靶蛋白及其藥理機制研究進展

高 濤 綜述，郝 進△審校

（重慶市中醫院／重慶市第一人民醫院皮膚科 400021）

雷公藤屬；內酯醇；靶蛋白；免疫抑制

雷公藤是中國的傳統中藥，其活性單體有數十種，而內酯醇（triptolide，TPL）是其中最重要的活性單體之一。TPL是從雷公藤中分離得到的二萜類三環氧內酯化合物，分子式為C20H24O6，相對分子質量360.39［1］。TPL與靶蛋白結合后通過多種途徑發揮強大的抗炎、抗腫瘤、免疫抑制及抗生育等作用，但目前TPL的具體作用機制仍不完全清楚，因此，本文就TPL藥理機制研究進展作一綜述。

1 TPL靶蛋白

目前，TPL相關研究主要局限在TPL作用細胞后的功能性改變上，而對TPL的靶蛋白或初始結合蛋白研究甚少。TPL復雜的化學結構及多種生物學效應提示TPL在體內可能具有多個靶蛋白或初始結合蛋白，如XPB、多囊蛋白（polycystin，PC）－2、脫氧三磷酸胞苷焦磷酸酶1（dCTP pyrophosphatase 1，DCTPP1）及解離素以及金屬蛋白酶10（a disintegrin and metalloproteinase 10，ADAM10）。

1.1 TPL與XPB XPB又叫ERCC3，是轉錄因子TFIIH的亞單位，TFIIH在RNA聚合酶識別啟動子和轉錄起始時起關鍵作用。體外研究發現XPB有兩種特殊酶的功能，即ATP依賴的解旋酶活性及DNA依賴的ATP酶活性，但TPL只影響XPB的ATP酶活性，而不影響解旋酶活性。TPL可與XPB共價結合，抑制其DNA依賴的ATP酶活性，從而阻止了由多種轉錄因子參與的RNA聚合酶Ⅱ介導的轉錄起始及轉錄活化，主要表現為T細胞活化受阻及癌細胞增殖受阻，這就合理解釋了TPL的抗炎、免疫抑制及抗腫瘤細胞增殖的生物學效應［2］。此外，XPB還參與DNA損傷后核苷酸的切除修復，TPL與XPB結合后可能干擾DNA損傷的修復功能，這或許就是臨床上TPL用于治療癌癥的分子生物學基礎［2］。

1.2 TPL與 PC－2 多囊腎（polycystic kidney disease，PKD）是常染色體顯性遺傳疾病，85%為編碼PC－1的PKD1基因突變所致，15%由編碼Ca2＋通道蛋白PC－2的PKD2基因突變引起。PC－1及PC－2是維持正常腎單位結構的重要蛋白，可增加腎小管細胞質內Ca2＋濃度，當PKD1或PKD2基因突變引起PC－1或PC－2蛋白功能異常時，正常腎小管細胞Ca2＋內流受阻，使細胞異常生長，最終形成囊腫，導致PKD的發生［3］。TPL生物學作用有一定的Ca2＋依賴性，可直接作用于腎小管細胞鈣離子通道蛋白PC－2，使Ca2＋內流增加，阻止腎小管上皮細胞生長，減緩囊腫的形成［4］。在PKD小鼠模型中，TPL可在PC－1缺乏時激活PC－2通道開放［4］，這就解釋了TPL對多數因PKD1突變引起的PKD患者治療有效。

1.3 TPL與DCTPP1 DCTPP1存在于細胞胞質中，催化多種生物化學反應，可阻止有害的鹵化核苷酸參與DNA的合成。Corson等［5］研究發現TPL及其相關衍生物可直接與DCTPP1非共價結合，使其焦磷酸酶活性被抑制，但DCTPP1并非TPL發揮藥理學作用的最關鍵結合靶蛋白。TPL是第一個被證實為DCTPP1的抑制劑，對以后DCTPP1的相關研究提供了一個重要的新工具。

1.4 TPL與ADAM10 ADAM10為相對分子質量84×103的Ⅰ型跨膜糖蛋白，可促進腫瘤細胞生長，在多種不同類型的腫瘤中，ADAM10的表達水平增高。研究發現ADAM10為TPL的新型分子靶蛋白，TPL通過抑制ADAM10的活性來發揮其抗癌作用，如在單核細胞性白血病細胞U937及乳腺癌MCF－7細胞中TPL可減少細胞生存能力及下調ADAM10表達。因此，TPL是ADAM10的一種新型抑制劑［6］。

2 TPL藥理學機制

2.1 抗腫瘤

2.1.1 TPL通過抑制RNA聚合酶途徑抗腫瘤 RPB1是RNA聚合酶Ⅱ的最大亞基，在mRNA轉錄中起催化作用。TPL對RNA特別是mRNA的從頭合成起著抑制作用，可抑制高達80%mRNA的從頭合成［7］。TPL是RNA聚合酶活化的抑制劑，它不直接干擾RNA聚合酶復合物，而是通過激活上游蛋白激酶如正性轉錄延伸因子－b（P－TEFb）引起RPB1的過磷酸化，使RPB1蛋白酶體發生降解，全面抑制癌細胞基因轉錄［8］，主要導致包括大量轉錄因子、細胞周期調節因子（如CDC25A）及致癌基因（如 MYC和Src）在內的mRNA減少［7］；另一方面，TPL可減少RNA聚合酶ⅡC末端絲氨酸2的磷酸化作用，從而抑制RNA聚合酶Ⅱ介導的轉錄起始及mRNA延長［9］；此外，TPL還可抑制RNA聚合酶Ⅰ功能、促使細胞核亞結構發生改變及誘導癌細胞 DNA損傷［7－8］，這或許就是TPL高效抗癌及抗細胞增殖的基礎。

2.1.2 TPL通過抑制熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）途徑抗腫瘤 HSP的表達水平在許多腫瘤中可作為判斷預后不良的指標。分子伴侶在細胞生長、死亡及信號轉導的調節等諸多方面扮演著不同的角色，一些特殊的分子伴侶，如HSP90、HSP70及HSP27等可促進腫瘤的生長。TPL可通過誘導凋亡和抑制HSP70的表達來殺傷腫瘤細胞，如神經母細胞瘤、胰腺癌細胞［10］；另有研究發現，TPL通過阻止 HSP1及 HSP27的轉錄激活功能抑制熱休克基因的表達，使參與腫瘤生長的分子伴侶的表達減少，從而達到治療腫瘤的目的［11－12］。

2.1.3 TPL通過抑制NF－κB途徑抗腫瘤 腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）是腫瘤壞死因子（TNF）家族成員之一，與跨膜受體（TRAIL－R1／DR4，TRAIL－R2／DR5）結合不但能誘導腫瘤細胞凋亡，而且還可激活具有抗凋亡轉錄因子作用的NF－κB表達，后者在TNF誘導的凋亡中起一定抑制作用。TPL通過抑制參與NF－κB活化中起關鍵作用的p65基因轉錄活性，使NF－κB活化受阻，增加了TRAIL及TNF－α在腫瘤細胞內的細胞毒作用，在抗腫瘤（如野生型p53胃癌、肺癌）作用中起到一定的協同作用［13］。

2.1.4 TPL通過抑制p53途徑抗腫瘤 腫瘤抑制基因p53在細胞正常分裂時一般不起作用，當基因出現損傷，p53被激活使細胞停止在分裂周期的G1期，基因停止復制進行損傷后修復。野生型p53尿路上皮癌細胞中，在細胞核內p53相關的糖原合酶激酶3β（GSK3β）介導下，TPL抑制p53基因轉錄活性，使下游p21基因表達下調，通過破壞基因的正常修復過程，使化療藥物順鉑更有效地作用于腫瘤細胞，增強其對腫瘤細胞的殺傷作用。因此，TPL聯合順鉑治療野生型p53尿路上皮細胞癌中起協同作用，但對突變型p53癌細胞及正常尿路上皮細胞無效［14］。

2.1.5 TPL通過激活caspase－3途徑誘導腫瘤細胞凋亡 人X染色體連鎖的細胞凋亡抑制蛋白XIAP具有泛素蛋白連接酶活性，可使細胞凋亡中的關鍵蛋白酶caspase－3泛素化，從而促進活化的caspase－3降解。在白血病及多發性骨髓瘤細胞中，TPL可通過線粒體途徑下調XIAP表達水平，進而活化caspase－3，促使腫瘤細胞發生凋亡［15－16］；而 Leuenroth等［17］認為鈣離子水平在TPL誘導凋亡中起重要作用，可能是胞內鈣離子超載及隨后線粒體損傷誘導caspase－3的活化，繼而促進凋亡的發生，而鈣離子缺乏可推遲TPL誘導凋亡。因此，XIAP的下調及caspase－3的激活參與了TPL誘導癌細胞的凋亡過程。

2.1.6 TPL通過其他途徑抗腫瘤 TPL還可通過其他途徑抑制腫瘤生長。在骨髓瘤細胞中，TPL下調組蛋白甲基轉移酶SUV39H1及EZH2分別減少組蛋白H3K9及H3K27甲基化進行抗腫瘤［17］。缺氧誘導因子1α（HIF－1α）是癌細胞在適應低氧狀態環境時的一個重要轉錄因子，參與腫瘤生長、浸潤及血管生成，TPL可減少HIF－1α轉錄活性，從而發揮抗腫瘤效應［18］。

2.2 抗炎

2.2.1 TPL通過抑制 NF－κB－COX－2－PGE2途徑抗炎 在類

風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）的發病過程中，炎癥因子（如IL－18、TNF、IL－1）的過度表達激活 NF－κB，促進COX－2的生成，后者是誘導前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）生成的關鍵酶，促進PGE2合成，而PGE2在RA的炎癥反應中起著重要作用，導致關節滑膜炎癥，引起關節腫脹、變形，最后引起關節退變。TPL可抑制RA中IL－18及其受體的基因表達，繼而抑制 NF－κB的活性［19］，下調 COX－2的基因表達使PGE2生成減少，減輕RA癥狀。在細菌脂多糖引起的神經系統炎癥反應中，TPL可通過抑制NF－κB的信號途徑使COX－2及一些關鍵炎癥相關細胞因子（TNF－α、IL－1β、IL－6、INF－γ）的表達減少，從而抑制炎癥反應的發生［20－21］。

2.2.2 TPL通過抑制金屬蛋白酶（MMP）及聚集蛋白聚糖酶抗炎 MMP及聚集蛋白聚糖酶被認為是RA軟骨病理性損害的關鍵酶，MMP－1可特異性降低局部軟骨Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型膠原蛋白，MMP－3能消化軟骨蛋白多糖及Ⅸ、Ⅹ膠原蛋白，聚集蛋白聚糖酶則可引起聚集蛋白聚糖變性加重關節軟骨損傷。在關節軟骨細胞及成纖維母細胞中，TPL可下調MMP－1、3及聚集蛋白聚糖酶－4的基因表達，上調MMP抑制因子1、2基因表達，使MMP及聚集蛋白聚糖生成減少［22］，發揮著抗炎及保護軟骨作用。此外，MMP可損害角膜基質膠原蛋白形成角膜潰瘍，而TPL通過抑制聚肌胞誘導產生 MMP－1、3使角膜基質膠原蛋白免受降解，提示TPL在角膜潰瘍的治療中起到一定的作用［23］。

2.3 免疫抑制 TPL主要通過抑制T細胞及樹突狀細胞功能發揮免疫抑制作用，其作用機制如下：（1）CD80／CD86是參與抗原提呈及免疫反應的兩種重要共刺激分子，它們共同刺激T淋巴細胞，使其增殖、分化并產生相關細胞因子參與免疫反應，TPL可下調CD80及CD86的表達水平，降低T細胞的增殖反應［24］；（2）TPL通過激活凋亡蛋白酶caspases誘導T細胞凋亡，而對胸腺細胞無影響［25］；（3）TPL通過抑制 NF－κB的活化及Stat 3磷酸化作用，增加細胞因子信號轉導抑制蛋白1（SOCS1）的表達，從而抑制細菌脂多糖誘導的樹突狀細胞產生趨化因子（如 MIP－1α、MIP－1β、MCP－1、TARC、RANTES及IP－10），使中性粒細胞及T細胞的趨化作用減弱［26］；（4）TPL可通過P13－K／Akt及 NF－κB途徑抑制CCR7及COX－2表達，從而影響樹突狀細胞遷移［27］；（5）自身免疫性葡萄膜視網膜炎小鼠模型中，TPL 抑制 Th1 型細 胞因子（IL－12p40、IFN－α及IFN－γ）的表達及淋巴細胞的分化下調Th1型反應，有效預防自身免疫性葡萄膜視網膜炎的發生［28］；（6）自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型中，TPL抑制脾臟單核細胞及脊髓組織中Th1、Th17及Th2細胞因子mRNA表達，上調脾臟單核細胞叉頭型轉錄因子3（FOXP3）表達，顯著抑制NF－κB－DNA結合力，增加NF－κBα抑制劑生成，通過調節T細胞活性及細胞因子表達發揮對自身免疫性腦脊髓炎的保護作用［29］。

2.4 抗生育及抗囊腫 在動物實驗中觀察到TPL可使雄性小鼠發生可逆性不孕，而在成年男性中也觀察到同樣的結果，停用TPL 1～2個月后又恢復正常生育功能。小劑量的TPL主要表現為抗生育作用，加大劑量則表現為免疫抑制效應。TPL通過抑制精子成熟的數目，尤其是精子的活動度引起不孕，對血漿中各種性激素水平、精子的形成過程及睪丸、附睪無明顯影響［30］。TPL的抗生育作用具有一定的劑量和時間依賴性，TPL這一藥理學作用使其可能成為一種潛在的男性抗生育藥。此外，TPL還具有一定的抗囊腫作用，通過與腎小管細胞Ca2＋通道蛋白PC－2結合，使Ca2＋內流，抑制多囊腎腫囊的形成［4］。

3 小 結

綜上所述，TPL通過自身獨特的化學結構與其靶蛋白結合，發揮強大的抗炎、抗腫瘤、免疫抑制及抗生育等生物活性。隨著臨床應用范圍的擴大，人們對雷公藤的不良反應及治療窗窄等諸多問題的逐漸認識，使得越來越多的學者開始重視雷公藤的基礎性研究，試圖通過對其結構的修飾、劑量的調整及藥物配伍的優化等方法減少不良反應的發生，最大程度發揮治療作用。

［1］Kupchan SM，Court WA，Dailey RG Jr，et al.Triptolide and tripdiolide，novel antileukemic diterpenoid triepoxides from Tripterygium wilfordii［J］.J Am Chem Soc，1972，94（20）：7194－7195.

［2］Titov DV，Gilman B，He QL，et al.XPB，a subunit of TFIIH，is a target of the natural product triptolide［J］.Nat Chem Biol，2011，7（3）：182－188.

［3］Nauli SM，Alenghat FJ，Luo Y，et al.Polycystins 1and 2 mediate mechanosensation in the primary cilium of kidney cells［J］.Nat Genet，2003，33（2）：129－137.

［4］Leuenroth SJ，Okuhara D，Shotwell JD，et al.Triptolide is a traditional Chinese medicine－derived inhibitor of polycystic kidney disease［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2007，104（11）：4389－4394.

［5］Corson TW，Cavga H，Aberle N，et al.Triptolide directly inhibits dCTP pyrophosphatase［J］.Chem Biochem，2011，12（11）：1767－1773.

［6］Soundararajan R，Sayat R，Robertson GS，et al.Triptolide：An inhibitor of a disintegrin and metalloproteinase 10（ADAM10）in cancer cells［J］.Cancer Biol Ther，2009，8（21）：2054－2062.

［7］VispéS，DeVries L，Créancier L，et al.Triptolide is an inhibitor of RNA polymerase Ⅰ and Ⅱ－dependent transcription leading predominantly to down－regulation of short－lived mRNA［J］.Mol Cancer Ther，2009，8（10）：2780－2790.

［8］Wang Y，Lu JJ，He L，et al.Triptolide（TPL）inhibits global transcription by inducing proteasome－dependent degradation of RNA polymerase Ⅱ （PolⅡ）［J］.PloS One，2011，6（9）：e23993.

［9］Leuenroth SJ，Crews CM.Triptolide－induced transcriptional arrest is associated with changes in nuclear substructure［J］.Cancer Res，2008，68（13）：5257－5266.

［10］Phillips PA，Dudeja V，McCarroll JA，et al.Triptolide induces pancreatic cancer cell death via inhibition of heat shock protein 70 ［J］.Cancer Res，2007，67（19）：9407－9416.

［11］Westerheide SD，Kawahara TL，Orton K，et al.Triptolide，an inhibitor of the human heat shock response that enhances stress－induced cell death ［J］.J Biol Chem，2006，281（14）：9616－9622.

［12］謝會霞，郝進.雷公藤內酯醇通過介導熱休克蛋白27的表達誘導 Hut78細胞凋亡［J］.激光雜志，2010，31（5）：66－68.

［13］Lee KY，Park JS，Jee YK，et al.Triptolide sensitizes lung cancer cells to TNF－related apoptosis－inducing ligand（TRAIL）－induced apoptosis by inhibition of NF－kappaB activation［J］.Exp Mol Med，2002，34（6）：462－468.

［14］Matsui Y，Watanabe J，Ikegawa M，et al.Cancer－specific enhancement of cisplatin－induced cytotoxicity with triptolide through an interaction of inactivated glycogen synthase kinase－3beta with p53［J］.Oncogene，2008，27（33）：4603－4614.

［15］Carter BZ，Mak DH，Schober WD，et al.Triptolide induces caspase－dependent cell death mediated via the mitochondrial pathway in leukemic cells［J］.Blood，2006，108（2）：630－637.

［16］Zhao F，Chen Y，Li R，et al.Triptolide alters histone H3K9and H3K27methylation state and induces G0／G1 arrest and caspase－dependent apoptosis in multiple myeloma in vitro［J］.Toxicology，2010，267（1－3）：70－79.

［17］Leuenroth SJ，Crews CM.Studies on calcium dependence reveal multiple modes of action for triptolide［J］.Chem Biol，2005，12（12）：1259－1268.

［18］Zhou ZL，Luo ZG，Yu B，et al.Increased accumulation of hypoxia－inducible factor－1α with reduced transcriptional activity mediates the antitumor effect of triptolide ［J］.Mol Cancer，2010，9：268.

［19］Lu Y，Wang WJ，Leng JH，et al.Inhibitory effect of triptolide on interleukin－18and its receptor in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts ［J］.Inflamm Res，2008，57（6）：260－265.

［20］Okuno T，Nakatsuji Y，Kumanogoh A，et al.Loss of dopaminergic neurons by the induction of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase－2via CD 40：relevance to Parkinson′s disease［J］.J Neurosci Res，2005，81（6）：874－882.

［21］Wu Y，Cui J，Bao X，et al.Triptolide attenuates oxidative stress，NF－kappaB activation and multiple cytokine gene expression in murine peritoneal macrophage［J］.Int J Mol Med，2006，17（1）：141－150.

［22］Liacini A，Sylvester J，Zafarullah M.Triptolide suppresses proinflammatory cytokine－induced matrix metalloproteinase and aggrecanase－1gene expression in chondrocytes［J］.Biochem Biophys Res Commun，2005，327（1）：320－327.

［23］Kimura K，Nomi N，Yan ZH，et al.Inhibition of poly（I：C）－induced matrix metalloproteinase expression in human corneal fibroblasts by triptolide［J］.Mol Vis，2011，17：526－532.

［24］Liu J，Wu QL，Feng YH，et al.Triptolide suppresses CD80and CD86expressions and IL－12production in THP－1cells［J］.Acta Pharmacol Sin，2005，26（2）：223－227.

［25］Yang Y，Liu Z，Tolosa E，et al.Triptolide induces apoptotic death of T lymphocyte［J］.Immunopharmacology，1998，40（2）：139－149.

［26］Liu Q，Chen T，Chen G，et al.Immunosuppressant triptolide inhibits dendritic cell－mediated chemoattraction of neutrophils and T cells through inhibiting Stat3phospho－rylation and NF－kappaB activation ［J］.Biochem Biophys Res Commun，2006，345（3）：1122－1130.

［27］Liu Q，Chen T，Chen G，et al.Triptolide impairs dendritic cell migration by inhibiting CCR7and COX－2expression through PI3－K／Akt and NF－kappaB pathways［J］.Mol Immunol，2007，44（10）：2686－2696.

［28］Wu Y，Wang Y，Zhong C，et al.The suppressive effect of triptolide on experimental autoimmune uveoretinitis by down－regulating Th1－type response［J］.Int Immunopharmacol，2003，3（10－11）：1457－1465.

［29］Wang Y，Mei Y，Feng D，et al.Triptolide modulates T－cell inflammatory responses and ameliorates experimental autoimmune encephalomyelitis［J］.J Neurosci Res，2008，86（11）：2441－2449.

［30］Lue Y，Sinha Hikim AP，Wang C，et al.Triptolide：apotential male contraceptive［J］.J Androl，1998，19（4）：479－486.

10.3969／j.issn.1671－8348.2012.35.039

A

1671－8348（2012）34－3777－04

△

，Tel：（023）63833604；E－mail：haojin＿cq＠163.com。

2012－01－09

2012－02－22）

·綜 述·